Законы развития (совершенствования) технических систем

Законы развития технических систем (ЗРТС) служат для прогнозирования качественных изменений в ТС и выявления технических противоречий (ТП), препятствующих этим изменениям. Наиболее изучены и часто применяются следующие ЗРТС:

2.3.1. Закон повышения идеальности ТС Все ТС, развиваясь, приближаются к идеальной ТС (которой нет, а функции выполняются). Этот закон основной, а остальные законы раскрывают конкретные пути, которыми достигается повышение идеальности ТС.

Повышение идеальности ТС проявляется в росте относительных параметров (характеристик), т.е. отношения полезных характеристик (мощности, усилия, производительности, точности, надёжности и др.) к вредным (потери, помехи, количество брака и др.) или росте конструктивных соотношений (вес, размеры, трудоёмкость изготовления и т.д.).

Пример. Водолазы для проведения глубинных работ одевали на грудь и подошвы свинцовый балласт, а лампа для освещения места работы запитывалась по кабелю от аккумулятора. Вместо балласта было предложено использовать свинцовый аккумулятор. Функцию груза по совместительству взял источник питания.

Вместо общей идеальности используют в большинстве случаев локальную (частную) идеальность, где технические решения находятся за счёт использования внутренних или окружающих ресурсов с применением местных ограничений.

Ресурсы по видам многочисленны:

- ресурсы веществ – это любые материалы, из которых состоит ТС и её окружение, отходы;

- ресурсы энергии – любая энергия, нереализованные запасы которой имеются в системе или её окружении;

- ресурсы информации – информации о состоянии системы, которая может быть получена дополнительно с помощью полей рассеяния (звукового, теплового, электромагнитного и др.), либо с помощью веществ, проходящих через систему или на выходе из неё (продукция, брак, отходы);

- ресурс пространства – любое свободное место около системы или внутри её, использование пустоты и геометрических эффектов;

- ресурсы времени – любые паузы в технологическом процессе, время до или после операции, ведение параллельных процессов;

- ресурсы функциональные – выполнение дополнительных функций по совместительству, в т.ч. сверхэффекты случайно получающиеся при совместительстве;

- системные ресурсы – новые полезные свойства или функции, которые могут быть получены при изменении связей между подсистемами или при новом способе соединения систем.

- ресурсы могут быть в готовом виде, но чаще всего используются ресурсы производные, т.е. видоизменённые, модифицированные, специально подготовленные к использованию в данной ТС или продукция или отходы соседних систем. Обычно, самыми дешевыми ресурсами являются ресурсы внешней среды – воздух, вода, земля, фоновые поля – гравитационное, магнитное, тепловое, электрическое, центробежное и др.В основном, любое развитие ТС осуществляется за счёт эксплуатации окружающей среды.

Примеры. Для форсажа двигателя необходимо подавать в камеры сгорания больше воздуха. Применяют турбокомпрессор. Для привода турбокомпрессора применяют газовую турбину, утилизирующую энергию выхлопных газов, т.е. ресурс бесплатный, вредный, готовый, в достаточном количестве.

Лезвие лемеха плуга делают утолщённым при изготовлении, чтобы после допустимого износа, ковкой убирают утолщение, восстанавливая первоначальную форму вместо наплавки.

Пчёлы попутно могут выполнять функцию дезинфекции растений при опылении цветков, если на доску лётки насыпать бактерицидный порошок, прилипающий к лапкам. Побочный сверхэффект при этом – пользу начинают приносить и трутни.

Маску для подводного плавания можно совместить с глубиномером, если по периметру стекла маски разместить стеклянную, запаянную с одного конца трубку. Вода под давлением, проникая в трубку со свободного конца, сжимает воздух в трубке пропорционально глубине погружения, если деления шкалы на трубке протарировать в метрах.

При продольной распиловке бензопилой линия разметки всё время засыпается опилками. Дармовое решение – при помощи насадки направляют выхлопные газы в место распила, сдувая опилки.